Wie erreichen Discbremsbeläge die Synergie der hohen Reibungsleistung und der geringen Verschleiß in Automobilbremssystemen?

In modernen Automobilbremssystemen, Scheibenbremsbeläge , wie wichtige Sicherheitskomponenten, die Bremswirkungsgrad, die Fahrsicherheit und Lebensdauer des Fahrzeugs direkt beeinflussen. Seine Kernfunktion besteht darin, die kinetische Energie durch Reibung durch den Bremsrotor während des Brems in Wärmeenergie umzuwandeln, wodurch die Verzögerung oder das Stoppen erreicht werden. Die Verbesserung der Reibungsleistung wird jedoch häufig von dem Problem eines erhöhten Materialverschleißes einhergehen. Daher ist die Erreichung einer geringen Verschleißrate gleichzeitig ein hoher Reibungskoeffizient zu einer wichtigen technischen Herausforderung bei der Entwicklung und Anwendung von Bremsbelagern.

1. Grundkomposition und Arbeitsprinzip von Scheibenbremspolstern
Scheibenbremsbeläge bestehen normalerweise aus einem Substrat (wie Stahlfaser, Keramik, Kohlefaser usw.), einem Klebstoff (Phenolharz), einer Schmierkomponente (Graphit, Molybdändisulfid) und einem Reibungsmodifikator (Metallpartikel, Mineralfüllstoffe). Diese Komponenten bestimmen zusammen die Reibungseigenschaften, den Verschleißfestigkeit, den Geräuschpegel und den Schutz des Bremsbelags zur Bremsscheibe.
Während des Brems wird das Bremsbelag durch den Hydraulikdruck auf die Oberfläche der Bremsscheibe gedrückt, und zwischen den beiden wird ein Reibdrehmoment erzeugt, um die Raddrehzahl zu verringern. Zu diesem Zeitpunkt sollte das Reibungsmaterial nicht nur ausreichend Reibung liefern, sondern auch einen guten Widerstand mit hoher Temperatur, Wärmeverfallwiderstand und Freundlichkeit an der Bremsscheibe aufweisen, um übermäßige Verschleiß oder Schäden zu vermeiden.
2. Schlüsselfaktoren für die Erreichung einer hohen Reibungsleistung
Materialverhältnisoptimierung
Verschiedene Arten von Bremsbelägen (organisch, semi-metallisch, Keramik) verwenden verschiedene Materialkombinationen, um die Bedürfnisse verschiedener Modelle und Nutzungsszenarien zu erfüllen. Zum Beispiel:
Keramikbremsbeläge: haben einen stabilen Reibungskoeffizienten, niedrigen Staub, niedriges Geräusch, geeignet für High-End-Autos;
Halbmetallische Bremsbeläge: enthalten mehr Metallkomponenten, gute thermische Leitfähigkeit, geeignet für Hochleistungsfahrzeuge oder häufige Bremsschlüsse;
Bio -Bremsbeläge: Geringe Kosten, aber schlechter Verschleißfestigkeit, geeignet für leichte Fahrzeuge oder städtische Pendeln.
Reibungsschnittstellenregulierung
Der Kontaktzustand zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe ist entscheidend für ihre Reibungsleistung. Die Oberflächenbehandlungstechnologie (z. B. Rillen, Abkammern, Beschichtung) kann die Kontaktgleichmäßigkeit verbessern, den durch lokalen hohen Temperatur verursachten Hotspot -Effekt verringern und die Bremsstabilität verbessern.
Temperaturanpassungsfähigkeit Design
Unter hohen Temperaturumgebung werden in einigen Bremsmaterialien den "thermischen Zerfall" auftreten, dh der Reibungskoeffizient nimmt signifikant ab. Zu diesem Zweck fügen moderne Bremsbeläge häufig hochtemperaturbeständige Additive (wie Siliziumkarbid und Zirkoniumoxid) hinzu, um sicherzustellen, dass sie unter extremen Bedingungen gute Bremswirkung aufrechterhalten können.

3. Technische Wege zur Reduzierung der Verschleißrate
Materialhärte Matching
Die Härte des Bremsbelags und der Bremsscheibe muss vernünftigerweise übereinstimmen. Wenn das Bremsbelag zu hart ist, obwohl es einen starken Verschleißfestigkeit hat, beschleunigt es den Verschleiß der Bremsscheibe. Andernfalls kann es sich zu schnell tragen. Daher fein die Hersteller in der Regel die Materialkomponenten, um die beste Übereinstimmung zwischen den beiden zu erreichen.
Hinzufügen von Schmierzutaten
Durch das Hinzufügen von festen Schmiermitteln wie Graphit und MOS₂ zum Reibmaterial in einer angemessenen Menge kann die direkte Kontaktfläche zwischen den Reibungspaaren ohne Reduzierung des Reibungskoeffizienten reduziert werden, wodurch die Verschleißrate verringert wird.
Verbesserung der strukturellen Design
Durch die Stärkung der Rückplatte, die Optimierung des Schalldämpfers und das Abkammern der Kanten können beispielsweise die Vibration und der Einfluss während des Brems reduziert werden und die Lebensdauer verlängert werden.
Verbesserte thermische Managementtechnologie
Eine effiziente Wärmeableitung kann das alternde Materialalter und die strukturelle Ermüdung effektiv verzögern. Einige Hochleistungs-Bremssysteme kombinieren auch belüftete Bremsscheiben und Kühlkanaldesigns, um die Kühlung zu unterstützen.
4. Leistung in typischen Anwendungsszenarien
Pkw-Feld: Keramikbremsbeläge werden in Autos mit mittlerer bis hoher Autos häufig verwendet, wobei Komfort und Haltbarkeit berücksichtigt werden.
Nutzfahrzeuge: Schwere Lkw und Busse verwenden hauptsächlich halbmetallische Bremsbeläge, um mit der hohen Belastung zu bewältigen, die durch häufige Bremsung verursacht wird.
Rennsport: Kohlenstoffceramic-Verbundbremsbeläge zeigen eine hervorragende Reibungsstabilität und hohe Temperaturbeständigkeit bei extremem Hochgeschwindigkeitsbremsen;
Neue Energiefahrzeuge: Da Elektrofahrzeuge im Allgemeinen Energiewiederherstellungssysteme verwenden, sind die Anforderungen an niedrige Verschleiß und geringes Geräusch von Bremsbelägen höher, was die kontinuierliche Iteration und das Verbesserung neuer Materialien auffordern.
5. zukünftige Entwicklungsrichtung
Mit der Entwicklung der Elektrifizierung und der Intelligenz von Automobilen entwickelt sich das Bremssystem in Richtung einer effizienteren und umweltfreundlicheren Richtung. Die zukünftigen Scheibenbremsbeläge haben möglicherweise die folgenden Trends:
Umweltfreundlicher: Reduzieren Sie den Einsatz schädlicher Substanzen wie Kupfer und Asbest und entsprechen den globalen Umweltvorschriften;
Schlauerter: Integrierte Sensoren, um eine Warnung zur Verschleißüberwachung und Bremsleistung zu erzielen;
Leichter: Verwenden Sie neue Verbundwerkstoffe, um das Gesamtgewicht zu verringern und die Energieeffizienz der Fahrzeug zu verbessern.
Längeres Leben: Verlängern Sie das Lebensdauer durch neue Technologien wie Nanobeschläge und Selbstheilungsmaterialien.

Scheibenbremsbeläge erzielen die Synergie mit hoher Reibungsleistung und niedriger Verschleißrate im Automobilbremssystem durch wissenschaftliche Materialformeldesign, fortschrittlicher Herstellungsprozess und angemessene strukturelle Optimierung. Dies verbessert nicht nur die Sicherheit des Fahrs, sondern reduziert auch die Wartungskosten und bietet eine solide Garantie für die nachhaltige Entwicklung moderner Transportsysteme. In Zukunft werden Bremsbeläge mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der materiellen Technologie und der intelligenten Fertigung mehr Durchbrüche in Bezug auf Leistung, Umweltschutz und Intelligenz führen.